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Development of an indoor navigation system for the visually impaired

Research Project

Project/Area Number 17K01557
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Rehabilitation science/Welfare engineering
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

Makino Hideo  新潟大学, 自然科学系, フェロー (80115071)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 前田 義信  新潟大学, 自然科学系, 教授 (90303114)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords可視光通信 / 視覚障碍者 / 歩行案内 / 屋内測位 / 視覚障害 / 福祉機器 / 屋内ナビゲーション
Outline of Final Research Achievements

In this study, an indoor navigation system for the visually impaired was developed. A visible light communication (VLC) ceiling light was used to support the navigation system as a landmark. Position and orientation sensing were realized using a gyro sensor and the built-in camera in a pedestrian’s smartphone. Furthermore, a method was proposed to prevent blurring of the camera image when the pedestrian is holding the smartphone in their hand. To reduce the computational load on the guide terminals, mobile Science Information Network (SINET) connection experiments were conducted and a cloud-based geographic information system (GIS) was created. Demonstrations were presented at international conferences to encourage the practical application of our system. We believe that indoor navigation using a smartphone with a fisheye lens is possible with VLC using low bit-rate communication even though there are differences in the specifications for VLC between Japan and overseas countries.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

学術的意義として,スマートフォンによる屋内測位を実現するために,実用面で問題となる2つの問題を解決した.具体的には,1)可視光によるグローバルシャッター方式およびローリングシャッター方式を用いた測位が可能であることを実証.2)サーバとの通信において,セキュリティと動画などの大容量通信を可能とするモバイル直結型SINETの動作環境を確立した.さらに,社会的意義として,初年度で開発したシステムをもとに,太陽電池式BLEビーコンの組み込みといった可視光通信方式と併用できる測位方式の実装方法を検討し,より高精度かつ使い勝手の良い案内システムの開発に貢献した.

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (14 results) (of which Invited: 1 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Journal Article] グローバルシャッター方式イメージセンサを利用した可視光通信による屋内測位2020

    • Author(s)
      中澤陽平,牧野秀夫
    • Journal Title

      情報処理学会研究報告

      Volume: 2020-CVIM-220 Pages: 1-5

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  • [Journal Article] Azimuth Detection Using Flicker-Free visible Light Communication with a Low Frame-Rate camera2018

    • Author(s)
      Yohei Nakazawa, Hideo Makino
    • Journal Title

      Proc. 2018 International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation(IPIN)

      Volume: 9 Pages: 1-4

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Precise Indoor Localization Method Using Dual-Facing Cameras on a Smart Device via Visible Light Communication2017

    • Author(s)
      Yohei Nakazawa, Hideo Makino, and other 4 authors
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      Volume: E100.A Issue: 11 Pages: 2295-2303

    • DOI

      10.1587/transfun.E100.A.2295

    • NAID

      130006191376

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Visible Light Positioning Using Fisheye Lens and Dual-facing Cameras for Coverange Area Expansion2017

    • Author(s)
      Yohei Nakazawa, Hideo Makino, and other 4 authors
    • Journal Title

      Proc. 2017 International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation(IPIN)

      Volume: 8 Pages: 1-4

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] VLC positioning error reduction during robot operation2017

    • Author(s)
      Shohei Noda, Yohei Nakazawa, Hideo Makino, Kentaro Nishimori
    • Journal Title

      Proc. 2017 International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation(IPIN)

      Volume: 8 Pages: 1-4

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  • [Presentation] 屋内測位のためのグローバルシャッター型カメラによる可視光信号受信2020

    • Author(s)
      中澤陽平,牧野秀夫,前田義信
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      牧野秀夫,中澤陽平,前田義信,井筒 潤,杉田 暁,福井弘道
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      2020年電子情報通信学会総合大会
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      牧野秀夫,前田義信,高橋 昌,中込 悠,井筒 潤,杉田 暁, 福井 弘道
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      牧野秀夫
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      中澤陽平,牧野秀夫
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      田村剛一,谷 健太郎,前田義信, 牧野秀夫
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      中澤陽平,前田義信,牧野秀夫
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      2019年電子情報通信学会総合大会
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      牧野秀夫
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      地理情報システム学会第27回学術研究発表大会
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      原田紘彰,谷 賢太朗,神蔵貴久,前田義信,牧野秀夫
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      第38回日本生体医工学会甲信越支部大会
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  • [Presentation] 可視光通信による屋内位置案内のための照明器具位置推定方式の提案2018

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      勝木啓介,牧野秀夫 ほか6名
    • Organizer
      電子情報通信学会信学技報, vol. 117, no. 502, WIT2017-85, pp. 163-168, 2018年3月. 信学技報
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  • [Presentation] 可視光通信を用いた移動体制御のためのパーティクルフィルタによる誤差低減法2017

    • Author(s)
      佐々木衛, 中澤陽平, 西森健太郎, 前田義信, 牧野秀夫
    • Organizer
      電子情報通信学会信学技報, vol. 117, no. 337, WIT2017-54, pp. 53-58, 2017年12月
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  • [Presentation] 視覚障碍者歩行案内のためのBLEビーコン動的制御に関する検討2017

    • Author(s)
      中澤匠, 若月大輔, 小林真, 西森健太郎, 前田義信, 牧野秀夫
    • Organizer
      信学技報, vol. 117, no. 337, WIT2017-61, pp. 121-126, 2017年12月
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    • Author(s)
      梅田優樹, 磯西優太, 西森健太郎, 前田義信, 牧野秀夫
    • Organizer
      電子情報通信学会信学技報, vol. 117, no. 337, WIT2017-64, pp. 137-142, 2017年12月
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  • [Presentation] Web-GISを用いたリハビリ患者居住地の標高表示とメッセージ登録機能2017

    • Author(s)
      磯西優太, 梅田優樹, 西森健太郎, 前田義信, 牧野秀夫
    • Organizer
      電子情報通信学会信学技報, vol. 117, no. 337, WIT2017-65, pp. 143-148, 2017年12月
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  • [Funded Workshop] 第8回屋内測位ナビゲーション国際会議2017

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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